中国滇西地区葡萄炭疽病病原菌的鉴定及其杀菌剂筛选

本研究旨在弄清滇西地区葡萄炭疽病的病原菌及筛选有效抑制病原菌的杀菌剂.从云南西部不同地区采集葡萄病叶样品,通过分离培养和纯化共获得13株真菌纯培养,经离体叶片接种证病试验验证,其中7株刺盘孢真菌(编码PT23-01~PT23-07)为葡萄炭疽病的致病菌.通过PCR扩增获得这7个致病菌株的内转录间区(ITS)、肌动蛋白、钙调蛋白、组蛋白3和β-微管蛋白2基因(ACT,CAL,HIS3,TUB2)序列并提交到NCBI GenBank,用Megablast软件在线进行Blast-n比对结果显示,这7个菌株与刺盘孢属相应种类的相似性分别达到99.27%~100%.进一步用MEGA7.0构建基于4个蛋白基因的系统演化树分析,其显示PT23-01,PT23-03,PT23-04和PT23-05与盘长孢刺盘孢(Colletotrichum gloeosporioides jo.3)聚于同一末端分枝(BT=100),PT23-2和PT23-07与果生刺盘孢(C.fructicola AV103)处于同一分枝(BT=94),而PT23-06则与暹罗刺盘孢(C.siemense ABS125375)聚为同一分枝(BT=98),这与Blast-n比对的结果一致.在所鉴定的3种病菌中,C.gloeosporioides是优势病原菌,从滇西各地区样品中均被分离到;而C.siemense在文献中尚未见有侵染葡萄的报道,是导致葡萄炭疽病的一种新病原菌;本研究简要地描述了这3种病菌的形态特征.通过菌落生长法测定,8种供试杀菌剂都能不同程度地抑制盘长孢刺盘孢的菌落生长,不同供试药剂对同一种菌的抑菌效果没有显著差异(p>0.05).25%甲硫乙唑醇SA和30%苯甲吡唑脂SA的抑制作用最强,抑菌率分别达92.25%和95.87%(p<0.01),EC 50值分别为1.103 mg/mL和1.521 mg/mL.室内测定结果显示,两种药剂对葡萄炭疽病也具有很好的控制效果,控病率分别达到85.03%和91.54%(p<0.01).本研究结果为滇西地区葡萄炭疽病的正确诊断鉴定和有效控制奠定了科学基础.

茶树对土壤锗的吸收及富集机制研究进展

茶树是我国重要的经济作物,对锗元素具有较强的吸收利用能力,从而促进自身生长发育。经过生物富集作用,茶树将有毒的无机锗(GeO_(2))转化为无毒的有机锗(Ge-132),其中有机锗极易为人体所吸收,有益于身体健康。目前锗在茶树中的应用研究尚处于起步阶段,深入探究其富锗机制是研究开发富锗茶的关键。因此,综述了土壤中锗的分布及其与茶树生长的关系、茶树对锗的吸收利用以及锗在茶树中的富集作用及机制,为今后提高茶树对土壤锗的吸收效率及富锗茶的种植开发提供基础信息和理论参考。

锗对植物生理特性影响的研究进展

有机锗化合物是人体必需的微量元素之一,具有抗氧化、促进新陈代谢等作用,被广泛应用于医疗领域和膳食补充。无机锗化合物可被植物吸收,在植物组织中富集并转化为有机锗化合物,通过培育富锗植物获取有机锗化合物是获取有机锗的有效途径。综述外源锗在植物中的应用、锗在植物中的分布及代谢、锗对植物的生理作用和植物锗资源的开发利用等方面的研究进展,从植物分子水平上对锗的吸收、转运及分配机理和锗在植物逆境中的生理生化机制等方面进行展望,以期为富锗植物的种植和增强植物的保健功能提供参考。

锗处理对茶树幼苗光合生理特性的影响

为探究锗处理对促进茶树生长发育、提升茶叶营养品质等方面的作用,以滇红集团茶叶科学研究院的茶树种植资源圃中一年生云抗10号茶树幼苗为研究对象,对茶树幼苗进行不同质量浓度的锗处理,分别测定锗处理茶树叶片内叶绿素、可溶性蛋白质、丙二醛和游离脯氨酸的含量,并且筛选出锗处理提高茶树幼苗光合生理作用的最适质量浓度。结果表明,锗质量浓度为12 mg/L时有利于茶树幼苗的生长发育。研究结果可为提高锗处理茶树幼苗的光合作用速率及富锗茶的栽培种植提供借鉴参考与技术支持。

49份茶树种质资源叶片表型性状的遗传多样性分析

【目的】分析49份茶树种质资源的遗传多样性,从中挖掘农艺性状优异的茶树资源,为茶树种质筛选提供遗传材料和理论参考。【方法】以49份茶树种质资源为材料,对其18个叶片表型性状进行遗传多样性分析、主成分分析、聚类分析与相关性分析。【结果】49份茶树种质资源的18个叶片表型性状的多样性指数为0.31~2.15,数量性状的平均变异系数达29.4%;主成分分析表明,叶长、叶面积、叶长宽比、叶质、叶身和叶面6个叶片性状变异的累计贡献率达69.37%,是形成供试茶树种质资源表型差异的主要因素;聚类分析表明,供试茶树可分为4大类,各类群间特征显著、差异较大,并且分类结果与主成分分析筛选的主要性状划分结果基本一致;相关性分析表明,叶长与叶宽、叶面积、叶脉对数呈极显著相关,叶片大小与叶长、叶宽、叶面积、叶脉对数呈极显著相关,叶尖与叶身、叶长宽比呈极显著负相关。推测供试资源的叶片性状规律表现为叶片越大,叶片越接近披针形,其叶脉对数就越多;叶长宽比的值越大,叶尖越接近于急尖、渐尖。【结论】供试茶树资源具有丰富的遗传多样性,筛选出的6个叶片农艺性状可作为茶树种质资源识别和鉴定的主要性状。

微生物植酸酶及其对土壤植酸的矿化作用综述

有机磷是土壤磷的主要存在形式,占比40%—90%,是作物磷营养的重要来源和储备库,亦是引起水体富营养化的潜在因子.磷作为植物生长发育的必需大量营养元素,通常以无机磷肥形式施用于土壤,易吸附于土壤表面或与钙、镁、铝、铁等金属阳离子形成难溶性络合物,导致其生物可利用性降低,其中20%—80%磷肥转化为有机磷,不易被植物吸收利用.矿化作用是在土壤微生物作用下,土壤中有机态化合物转化为无机态化合物的总称.土壤中有机磷主要以植酸及其盐类形式存在(占比50%—70%),植酸(盐)可被专一性酶(植酸酶)矿化水解为肌醇和磷酸(盐),并释放出无机磷,以供植物的根系直接吸收和利用.前期研究发现,缺磷胁迫下微生物可大量分泌植酸酶分解植酸,释放磷酸根,促使土壤有机磷水解矿化为无机磷,提高了土壤有机磷的生物可利用率.目前关于微生物植酸酶矿化植酸的研究多集中于谷类作物和动物营养,对土壤植酸矿化与土壤有机磷利用的综述性报道较少.因此,本文主要关注微生物植酸酶对土壤植酸的矿化作用与土壤有机磷利用,重点阐述其过程、机制和效率,包括微生物植酸酶的种类来源、酶学性质、作用机理和实际应用等方面的研究进展,可为提高土壤有机磷的生物利用效率、减少农业磷肥施用量、降低土壤磷流失及水体污染风险提供理论依据和技术支撑,为深入探究植酸酶功能并应用于农业生产实践及保障生态环境安全提供基础信息和参考.

微生物解磷特性及其铅污染土壤修复应用

土壤污染会威胁食品安全与人体健康,中国土壤重金属污染形势较为严峻,其中以矿区污染尤为突出。铅是五大重点监控重金属之一,其毒性极强,危害植物、动物及人体健康。土壤中铅不能被生物降解,但可与磷酸盐形成稳定化合物进行固定,从而降低其生物有效性,降低土壤污染风险和食品安全风险。磷作为植物生长必需大量元素,通常以磷肥形式施加于土壤,大量磷肥转化为难溶性磷酸盐或有机磷,不易被植物吸收利用。解磷微生物可将难溶性有机/无机磷溶解,释放磷酸根,为植物提供磷素的同时,可络合铅生成难溶性磷酸铅沉淀,降低其生物有效性,是生物固铅修复污染土壤的有效途径。因此,该文综述了土壤微生物的解磷效率与机制、磷酸根固铅的作用机理及实际修复应用前景,并提出现存问题及未来研究方向,为提高矿区铅污染土壤生物修复效率提供了基础信息和技术参考。

微生物吸附去除重金属效率与应用研究综述

重金属因具毒性、易生物富集且不可生物降解等特性,其污染治理是环境领域的热点和难点。传统物理化学方法不同程度地存在着投资大、适用范围窄、易产生二次污染等问题,而基于微生物的生物吸附具备成本低、效率高、环境友好等优势,是重金属水污染治理领域的研究热点。基于前期研究,本文系统综述不同微生物(细菌、真菌和藻类等)对重金属离子(Pb^(2+)、As^(3+)/As^(5+)、Cd^(2+)、Cr^(3+)/Cr^(6+)、Cu^(2+)和Zn^(2+))的吸附方式(胞外吸附、表面吸附和胞内吸附)、吸附去除效率、吸附机理(胞外沉淀、离子交换、表面络合、物理吸附、氧化还原、无机微沉淀和胞内积累等)和吸附影响因素(微生物种类与状态、重金属离子初始浓度、吸附时间、共存离子和环境因素等)。此外,亦对吸附后微生物材料中重金属的回收及实际应用中的常见问题(微生物比表面积小、菌种选育耗时、易受外界环境影响、吸附重金属后的微生物不易分离回收、微生物吸附剂对重金属的特异性选择等)进行了系统探究,并提出了一系列提高微生物吸附效率的改进措施(物理化学改性、生物改性和固定化)。综述内容可为提高微生物吸附去除重金属效率及其广泛应用提供理论依据和技术参考。

剑湖流域土壤/沉积物重金属分布特征、来源解析及生态风险

以剑湖流域为研究对象,通过系统采集流域内陆地土壤、河流和湖泊沉积物样品,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定72个采样点镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、铅(Pb)、钒(V)和锌(Zn)等6种重金属含量,分析流域重金属分布特征,利用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法、地累积指数法评估其污染程度,利用潜在生态风险评价法评估其生态风险,结合富集因子法、主成分分析和相关性分析探讨其重金属来源.结果表明,剑湖流域各重金属含量与云南省土壤重金属背景值顺序一致,除Pb外其余5种重金属平均含量均高于土壤背景值,且水平空间分布各异;单因子污染指数和内梅罗综合污染指数表明,剑湖流域Cd、Cr、V、Cu和Zn具有不同程度污染,Pb污染水平达到警戒线;6种重金属地积累指数均值均<0,表现为无污染;流域单项潜在生态风险指数E_(r)^(i)为Cd>Cu>Pb>Cr>V>Zn,重金属综合潜在生态风险指数RI为7.26–144,其中,Cd、Cu生态风险指数E_(r)^(i)之和占综合指数RI的平均百分比为80.4%,表明Cd、Cu潜在生态风险极高;富集因子表明,6种重金属均以人为富集为主;主成分分析结果表明流域污染主要来自化石能源(V、Cd、Cu)、农业污染源(Cd、Cr)、居民生活污染源(Zn)和自然源(Pb).

降低水稻籽粒镉砷累积的研究进展

矿山开采、废弃物排放及污水灌溉等引发区域农田土壤重金属污染,并通过食物链富集、传递,严重威胁人类健康。水稻是重要主食,且极易吸收镉(Cd)和砷(As),已成为Cd、As进入人体的主要膳食来源。因此,通过调控措施降低水稻籽粒Cd、As含量,对保障水稻及其制成品的食用安全与人体健康具有重要的现实意义。概述了降低水稻Cd、As含量的调控措施,主要包括:(1)利用生物质炭、铁盐、肥料等材料钝化土壤中Cd、As,降低其生物有效性,从而降低水稻Cd、As吸收;(2)外源添加硫(S)可消除植物的膜脂过氧化胁迫,促进水稻体内植物络合素等非蛋白巯基形成,将Cd固定在水稻组织器官液泡中,减少其向籽粒的转移,降低籽粒Cd积累;(3)外源添加硅(Si),Si可与亚砷酸盐(As^(3+))形成吸收竞争,降低水稻As吸收;(4)控制稻田水分可改变根际土壤氧化还原状态,影响水稻Cd、As吸收积累,同时根系泌氧促进根表铁膜形成,调控土壤氧化还原状态促进As氧化为砷酸盐(As^(5+)),增强根表对As^(5+)的吸附固定,从而降低水稻对As的吸收量;(5)调控转运蛋白表达,敲除Mn转运蛋白基因OsNRAMP5、茎/叶细胞质转运蛋白基因OsLCT1,以及缺失Si外排转运蛋白基因Lsi2,过表达OsHMA3n、OsHMA2、ScAcr3p基因,通过促进As^(3+)外排、降低Cd/As^(3+)向木质部和籽粒转运等过程降低籽粒Cd、As积累;(6)Cd/As低累积品种的筛选与培育。通过农艺措施、基因工程、种质资源筛选等多手段结合运用,选育Cd/As低累积、高产量的水稻品种,合理规划种植模式,有效控制水稻对Cd和As的吸收累积,为中、轻度污染土壤的水稻安全生产提供现实可能。

典型野生食用菌重金属含量及其人体健康风险评价

土壤重金属污染是影响生态环境、食品安全和人体健康的重要因素.云南省土壤重金属背景值较高,且矿产资源丰富、采矿活动频繁,导致土壤重金属含量较高.野生食用菌是高效重金属储积器,云南是中国野生食用菌最大产区.因此,本文以云南省8种典型野生食用菌为研究对象,探究其重金属含量(汞、镉、铅、锌、铜、砷)与分配特征,采用单因子污染指数对其进行重金属污染评价,利用概率方法(THQ指数)评估其对不同年龄人群(成人、儿童)的人体健康风险.研究结果表明,不同种类野生食用菌重金属含量存在显著差异(P<0.05).Hg、Cd、Pb、Zn、Cu浓度范围分别为0.5—7.2、0.3—15、0—26.8、47.7—214、56.7—428 mg·kg^(-1) dw;As未检出.此外,Hg、Cd、Pb、Zn、Cu均主要分布于菌盖.除虫草花、白森、干巴菌中Hg未检出,其余重金属污染评价中单因子污染指数均>1,且同一元素在同种野生食用菌不同部位污染程度不同,其中,老人头菌盖受Cd污染最为严重.基于国家食品安全标准,本研究中98%野生食用菌Hg、Cd、Pb含量超标.然而,THQ指数表明,部分野生食用菌中Zn无风险(THQ<1),老人头菌盖、鸡枞菌盖中Cd、Hg、Pb、Cu具有人体健康风险(THQ>1),且风险值儿童>成人.

土壤农用地膜微生物降解研究进展

地膜可保持土壤湿度,调节土壤温度及限制杂草生长从而促进农作物增产,在现代农业生产中具有不可或缺的作用.然而,地膜主要成分聚乙烯(PE)性质稳定,难以降解,极易在农田土壤中残留并积累.此外,地膜在生产过程中添加邻苯二甲酸酯类(PAEs)作为塑化剂,该类有机物极易在土壤和水体环境中积累和迁移,且生物毒性大,对生态环境、粮食安全和人体健康构成极大威胁.聚乙烯和邻苯二甲酸酯复合污染是土壤有机污染治理的重点和难点.因此,农用地膜污染土壤修复是环境科学研究的重要课题,亦是作物生产安全和人类健康的重要保障.微生物降解的生物修复较物理化学技术具有效率高、无二次污染、成本低、环境扰动小等优点,具有广泛应用前景.由此,本文综述农用地膜使用和土壤残留现状及其生物降解的研究进展,以期为地膜污染农田土壤的生物修复提供基础信息和技术参考.

降低烟草吸收土壤镉的钝化技术及其机理研究进展

烟草是重要经济作物,且极易吸收镉(Cd),烟草中Cd已成为Cd进入人体的主要来源之一,通过调控措施降低烟草叶片Cd浓度,对保障烟草的品质安全与人体健康具有重要意义。综述了降低烟草Cd浓度的土壤Cd钝化技术,阐明了钝化剂的钝化机理(吸附、离子交换、沉淀、络合和离子拮抗作用等)及影响烟草Cd浓度的因素(包括土壤Cd浓度与化学形态、土壤pH、氧化还原电位、有机质浓度、阳离子交换容量、竞争性金属离子浓度等),阐述了常用钝化剂(石灰、羟基磷灰石、金属氧化物、生物炭、有机肥、海泡石、沸石和膨润土等)的钝化效率及其在实际应用的参数条件,并提出明晰烟草Cd含量标准体系、发展新型钝化材料、结合分子生物学技术调控等建议,以期为降低烟草Cd含量提供基础数据和技术参考。